关键词:污泥 处置 污泥处置
污泥的主要处置方式有
1) 投海。
由于对环境的负面影响(环境和生物受到污染的危险),在美国已经被法律所禁止。在中国,相信在将来也不能采用污泥海洋投弃法作为处置方式。
2)填埋。
脱水泥饼直接填埋本身是对资源的严重浪费,此外,还可能对填埋场形成诸多困难:
填埋场一般是一层垃圾一层覆土,然后进行碾压,以确保更好的空间利用。污泥的高含水率、高粘度经常使得碾压机械打滑甚至深陷其中,给填埋操作带来困难。
污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡,成为人为的“沼泽地”,给填埋场带来极大安全隐患。
污泥的高含水率大大增加了填埋场渗滤液处理量,由于污泥细小,经常堵塞渗滤液收集系统和排水管,加重了垃圾坝的承载负荷,给填埋场安全和管理带来困难。清理收集系统的费用极为昂贵。
填埋资源有限,必然导致填埋成本的上升。
填埋法将受到越来越严格的的限制,在今后数年内美国将关闭大部分的污泥填埋场。直接填埋污泥浆,所占用的土地非常多,而且由于存在病原体继续繁殖、臭味等问题,尤其在人口非常稠密的地区这种方法并不实际。因此这种处理方式在中国的沿海发达地区也将行不通。
3)堆肥化
堆肥是稳定和卫生的产品,但是大规模污泥堆肥存在着许多限制:
(1)污泥本身不是一个非常好的堆肥物料,降解性差,孔隙率低,含水率高,须添加大量调理剂来松散污泥,堆肥化处理污泥的量相对很低(经堆肥化处理的大部分是大量的调理剂),不适合多雨的南方地区。
(2)堆肥化过程没有实现体积减量化,而且处理、储存、缓冲区占地面积很大。
(3)臭味处理过程复杂,系统庞大。对于南方多雨的气候,储存和堆肥化的场地和设施要求高,同样也增加了投资。
(4)运行费用较高:供氧、通风和气味处理所需的耗电量大,除虫所需的化学剂量大,购买大量蓬松调理剂,运输和储存费用大。
污泥堆肥不适应于大型处理项目,而且没有大型处理项目在成功运行实例。目前世界上成功运行的最大的污泥堆肥场,其处理能力为10,000吨/年。
4)焚烧
焚烧是一个很好的解决方案,尤其:
(1)污染严重的污泥(例如重金属含量或化学污染物超标的工业污泥):污泥最终要实现完全矿化。
(2)处理规模大(大于50 000吨(泥饼)/年):规模大,投资省。
(3)污泥焚烧的投资和运行费用要高于干燥/造粒,这是因为:焚烧运行温度高(焚烧850℃,干燥100℃);工艺复杂(还未实现完全自动化运行,需要更多人工,严格的排放限制,高额的最终二次废物填埋费用)。
(4)在一些国家公众对焚烧技术的接受程度较低(负面印象:可能对人们身体健康造成危害的高风险的心理负担)。
多级焚烧炉由于其本身固有的缺陷,尾气排放超标,需要补充辅助燃料。因此许多多级焚烧炉已经被流化床焚烧炉所取代。即使对于流化床焚烧炉,只有当水分含量小于为25%,干污泥的有机物含量为75%,即绝干污泥的低位发热值为4155 Kcal/Kg, 并且需要将燃烧空气预热到650度以上时,才无需辅助燃料。但对于中国的市政污泥,其有机物含量大约为50到65%,热值为2400到3600Kcal/KG。很显然,如果直接采用现有的流化床焚烧炉来焚烧中国的市政污泥,补充辅助燃料是不可避免的,只是补充辅助燃料的多少不同,取决于湿污泥的具体的水分含量和发热值。
目前,仅在美国,就有近200家污水处理厂采用焚烧的方式来处理污泥,处理的污泥量占全美的总产量的20%。
5)干燥
干燥的优点是非常明显的
(1)大幅度减小体积,从而减小了储存,处置和运输费用
(2)用途灵活:最终产品用途广泛(既可用来做肥料也可用于其它工业工艺过程中的燃料)
(3)最终产品资源化利用:如果干燥污泥本身的重金属和有机污染物等指标达标,污泥颗粒可用于肥料和土壤改良剂,是干燥厂的主要收入来源之一。
(4)安全、高效、投资和运行成本低。
(5)安全高效的工艺意味着最终产品完全干燥(含固率>90%),无尘、无菌、硬度高、密度大的球形颗粒。这样可以确保安全、卫生和低成本的运输、处置、长时间的储存和最终使用。
但干燥也有其问题:
(1)对于重金属含量高的污泥,如果用做肥料,会带来土壤污染的问题;
(2)污泥作肥料的市场问题。由于污泥的N、P、K的含量比化肥低许多,并且公众担心其危害,市场需要开发。即使在美国,经过多年的宣传,推广,污泥作肥料的市场仍然困难很大。加拿大的多伦多的干燥污泥要船运到佛罗里达销售;
(3)价格问题。由于以上问题,在美国,吨干污泥的出厂价仅为10到20美圆。而干燥成本(仅包括能源,未考虑设备折旧,人员工资等)就达50到70美圆(尽管如此,仍有许多城市对市政污泥进行干燥,主要原因是每吨湿污泥的拖运费用现在为30到50美圆,而干燥后,重量减少到原来的1/3到1/4。)。在中国,这个问题尤其突出,因为中国的天然气和电力价格比美国高35%到40%。在中国,只有用煤做燃料时,才可以考虑用干燥污泥作肥料。而目前,在大中城市,煤被禁止用做燃料。如果污泥干燥设备采用进口,那么代价将非常高。对于每小时脱水4吨的污泥干燥设备,整个项目的投资大约在690万美圆(1999年价格,2002年佛罗里达的坦帕采用Andritz的污泥干燥设备, 整个项目的投资已达到1000万美圆)。
6)垃圾焚烧发电厂与市政垃圾混烧处理
污泥与市政垃圾混烧是可能的但是处理量不大。从目前运行的垃圾焚烧厂的经验来看,为保证正常稳定的运行,湿污泥的添加量不能超过8%~10%。因此不能处理城市市政污水处理厂产生的全部污泥。
从长远考虑,污泥的最终处理方案只有三种:堆制肥料;热力干燥后用作肥料;能量回收(即焚烧)。
我国的污泥目前绝大部分是弃置或填埋的,只有极小量的进行干化后用于制作混合肥。
由于我国的填埋场标准实施较晚,旧的填埋场接纳污泥,可能造成大量的污泥污染物随渗滤液从地表进入深层,甚至威胁地下水和江河湖海。
无规则的弃置仍是主要消纳途径,其中一小部分进入了农田,这些弃置无论在近期还是远期都将成为地表水和地下水的潜在污染源。
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